Erforschung des Wirkmechanismus von Triterpenoiden aus Inonotus obliquus gegen Magenkrebs auf der Grundlage von Netzwerkpharmakologie und molekularem Docking
Magenkrebs ist ein weltweit verbreiteter bösartiger Tumor mit einer relativ schlechten Prognose und einer ernsten Bedrohung für Leben und Gesundheit der Menschen. Mehr als 70% der neuen Fälle von Magenkrebs treten in Entwicklungsländern auf, und etwa 50% der Fälle treten in Ostasien auf, hauptsächlich in China. Die Inzidenzrate und die Sterblichkeitsrate von Magenkrebs stehen in China an zweiter Stelle der bösartigen Tumore, und die Inzidenzrate ist noch nicht zurückgegangen. Es handelt sich um eine schwere Krankheit, die die Gesundheit der Einwohner gefährdet.
Inonotus obliquus (I0) ist ein Heilpilz aus der Familie der Polyporus, dessen Vorkommen hauptsächlich in der östlichen Region Chinas, vor allem in den Provinzen Jilin und Heilongjiang, verbreitet sind. Klinisch-pharmakologische Studien haben bestätigt, dass Botrytis cinerea ein breites Spektrum an pharmakologischen Wirkungen hat, darunter blutzuckersenkende, lipidsenkende, tumorhemmende, antivirale und hepatoprotektive Wirkungen. Bereits im 16. Jahrhundert war Botrytis cinerea bei den Menschen im Nordosten Chinas eine beliebte Heil- und Speisepflanze. Untersuchungen haben ergeben, dass Patienten mit fortgeschrittenem Magenkrebs, die Botrytis cinerea einnehmen, ihren Appetit steigern, ihre Stimmung verbessern und auch ihre Schmerzen lindern können. Die Forschung hat gezeigt, dass Botrytis cinerea, Lanosterol und Mykotinsäure tetrazyklische Triterpenoidverbindungen vom Typ Lanosterol enthalten. Aufgrund ihrer signifikanten Anti-Tumor-Wirkung können die Triterpenoide von Inonotus obliquus (IOT) die Vermehrung von Tumorzellen wirksam hemmen. Unsere Forschungsgruppe führte Vorstudien zur Extraktion und Reinigung von Triterpenoiden aus Inonotus obliquus sowie zu deren in vitro Anti-Tumor-Wirkung durch. Die Ergebnisse zeigten, dass, wenn die Triterpenoid-Konzentrationen von 20, 50 und 100 μ g/mL auf menschliche Magenkrebs-Zelllinien für 24 und 48 Stunden angewendet wurden, die Zellwachstums-Hemmungsraten 27, 80%, 58.41%, und 42.50%, 52.70%, und 66.14%, jeweils waren. Die gereinigten Inonotus obliquus-Triterpenoide hemmten das Wachstum menschlicher Magenkrebs-Zelllinien signifikant (P<0,05), aber das Ziel und der Wirkmechanismus der Inonotus obliquus-Triterpenoide gegen Magenkrebs sind noch nicht klar.
Die Netzwerkpharmakologie ist eine neue Methode zur Analyse der Ziele und Mechanismen der Arzneimittelintervention bei Krankheiten aus mehreren Perspektiven auf der Grundlage grundlegender interdisziplinärer Theorien. In dieser Studie wurde die Netzwerkpharmakologie eingesetzt, um potenzielle Targets von triterpenoiden Wirkstoffen aus Inonotus obliquus gegen Magenkrebs zu untersuchen, ihre molekularen Mechanismen zu erforschen, ein pharmakologisches Netzwerk mit mehreren Targets und Wegen für ihre Wirkungen gegen Magenkrebs zu konstruieren und eine molekulare Docking-Verifizierung durchzuführen. Dies bietet eine wissenschaftliche Grundlage für die weitere Erforschung des Wirkmechanismus und der Arzneimittelentwicklung von Triterpenoidverbindungen aus Inonotus obliquus gegen Magenkrebs.

Magenkrebs ist der zweithäufigste bösartige Tumor, der zu einem dringenden Problem der öffentlichen Gesundheit geworden ist. Gegenwärtig schenken immer mehr Menschen natürlichen Lebensmitteln und Arzneimitteln ihre Aufmerksamkeit. Botrytis cinerea wird als "sibirischer Ganoderma" gepriesen, weil es die Metastasierung von Krebszellen hemmen, die Wahrscheinlichkeit eines Wiederauftretens von Krebs verringern, die Verträglichkeit von Krebspatienten verbessern und die durch Strahlen- und Chemotherapie verursachten Beschwerden verringern kann, was von Forschern sehr geschätzt wird. Diese Studie basiert auf den theoretischen Grundlagen der Netzwerkpharmakologie und des molekularen Dockings und nutzt einschlägige Datenbanken und Zeichensoftware, um den Wirkmechanismus von Triterpenoiden aus Inonotus obliquus bei Magenkrebs zu untersuchen.
Die Ergebnisse der Netzwerkpharmakologie zeigen, dass die triterpenoiden Wirkstoffe von Inonotus obliquus 24 Komponenten umfassen, darunter Inonotus obliquus-Alkohol, Betulinsäure, Thrombotische Säure, Lanosterin usw. Die Forschung hat gezeigt, dass Betulinsäure eine signifikante Anti-Tumor-Aktivität auf verschiedene Tumorzellen hat und Anti-Tumor-Effekte durch die Aktivierung von NF kB ohne toxische Nebenwirkungen ausüben kann. Darüber hinaus haben Studien gezeigt, dass Betulinsäure die Apoptose von Zellen auslösen kann, indem sie die Expression der Proteine Caspase-3 und Cyto-3 hochreguliert. Sowohl Lanosterin als auch Mykorrhizasäure können den G0/G1-Zellzyklus hemmen, die Proliferation von Krebszellen reduzieren, die Zellapoptose fördern und antitumorale Wirkungen entfalten. Nomura et al. fanden heraus, dass Inotodiol wichtige hydrolytische Enzyme während der Apoptose aktivieren kann, die Spaltung von PARP- und Caspase-3-Proteinen fördert, Apoptose-Signale auslöst und die Apoptose von Krebszellen fördert. Betulin kann die Expression des Bax-Proteins hochregulieren und die Expression des Bcl-2-Proteins herunterregulieren und so die Zellapoptose fördern.
Mit Hilfe des "Wirkstoff-Zielpfad"-Netzwerks und des PPI-Protein-Interaktionsnetzwerks wurden fünf wichtige Zielmoleküle identifiziert, darunter MAPK1 ALB、NFKB1、MAPK8、CASP3。. Die Forschung hat gezeigt, dass Serumalbumin (ALB), einer der derzeit verwendeten Indikatoren für den Ernährungszustand, der häufigste und funktionell wichtigste Bestandteil der Serumproteine ist. Es ist ein wichtiger Nährstoff im menschlichen Körper und hat eine schützende Wirkung auf die Magenwand. Die Abnahme des Plasmaspiegels weist auf einen schlechten Ernährungszustand bei postoperativen Patienten mit gastrointestinalen Tumoren hin. Chen et al. stellten in ihrer Studie, in der sie die klinischen Ergebnisse von Ernährungsinterventionen bei gastrointestinalen Malignomen verglichen, fest, dass Patienten, die eine ernährungsunterstützende Therapie erhielten, signifikant höhere Serum-Albuminwerte aufwiesen als Patienten, die keine ernährungsunterstützende Therapie erhielten. Der Albuminspiegel kann als unabhängiger prognostischer Faktor für Magenkrebs nach der Operation angesehen werden. Das NFKB1-Gen hat funktionelle Bindungsstellen an den Promotoren und Enhancern vieler Gene. Es kann spezifisch an bestimmte Stellen wie TNF-α, IL-6 und IL-8 binden, ist an Entzündungen und Immunreaktionen beteiligt, vermittelt physiologische Prozesse wie Zelladhäsion, Differenzierung, Proliferation und Apoptose und spielt eine wichtige Rolle bei der Entstehung und Entwicklung verschiedener entzündlicher Immunerkrankungen und Tumoren. Jiang et al. fanden heraus, dass der mutierte Genotyp CT von rs4648127, der sich in der Intron-Region des NFKB1-Gens befindet, signifikant mit der Anfälligkeit für Magenkrebs korreliert und das Risiko einer Magenkrebsanfälligkeit deutlich verringern kann. Weitere Wissenschaftler haben herausgefunden, dass das erhöhte Risiko für Magenkrebs bei älteren Menschen über 65 Jahren in engem Zusammenhang mit dem Polymorphismus des NFKB1-Promotor-Gens (-94 Insertionen/Deletionen von ATTG) steht. Untersuchungen haben ergeben, dass MAPK1 ein nachgeschaltetes Zielgen von miR-217 in Magenkrebszellen sein kann. miR-217 kann MAPK1 angreifen, seine Expression verringern und die Metastasierung und Invasion von Magenkrebszellen kontrollieren. In dieser Studie wurde festgestellt, dass die pharmakologischen Substanzen in den Triterpenoiden von Botrytis cinerea auf MAPK1 MAPK8、MAPK10、MAPK14， wirken können und am MAPK-Signalweg beteiligt sind, der biologische Wirkungen ausübt; Viele der Anti-Magenkrebs-Ziele der Triterpenoid-Wirkstoffe aus Botrytis cinerea beinhalten apoptotische Proteine wie CASP3 und CASP7. Studien haben gezeigt, dass die Pathogenese von Magenkrebs mit einer geringen Expression von CASP3 und einer Hemmung der Zellapoptose im menschlichen Magenkrebsgewebe zusammenhängt. Die Analyse der KEGG-Signalwege deutet auch darauf hin, dass der Wirkmechanismus der triterpenoiden Wirkstoffe von Inonotus obliquus gegen Magenkrebs mit den Krebssignalwegen in Verbindung steht. Der apoptotische Signalweg wird durch Proteine wie CASP3, CASP7 und CASP9 reguliert, die direkt die Apoptose von Tumorzellen auslösen und deren Vermehrung hemmen können. Der TNF-Signalweg ist der häufigste Entzündungsweg, und das Rezeptorprotein TNFR1 auf der Zellmembran kann an den extrazellulären freien Liganden TNF-α binden, wodurch der Signalweg aktiviert wird. Es kommt zu einer Kaskadenreaktion, die das apoptotische Protein Caspase-3 aktiviert und eine Reihe von Entzündungsreaktionen auslöst, die schließlich zur Apoptose der Zellen führen. Forschungen haben ergeben, dass der Wasserextrakt von Botrytis cinerea die TNF-α- und IL-4-Spiegel senken und die Expression des Signaltransduktionsfaktors STAT1 und des Transkriptionsaktivierungsfaktors STAT6 deutlich verringern kann, was zur Apoptose der Tumorzellen führt. Der Toll-like-Rezeptor-Signalweg weist eine starke positive Expression von TLR4 und TLR9 sowohl auf der Gen- als auch auf der Proteinebene im Magenkrebsgewebe auf. Durch die Bindung an Liganden aktiviert er den NF-KB-Signalweg und reguliert verschiedene proinflammatorische Gene wie IL-8, IL-1 und IL-6. Daher kann der Toll-like-Rezeptor-Signalweg die Metastasierung bösartiger Tumorzellen durch den Abwehrmechanismus des körpereigenen Immunsystems überwachen. Es wird spekuliert, dass die Triterpenoid-Wirkstoffe von Betula platyphylla auf mehrere Ziele und Signalwege einwirken können und dadurch eine Anti-Magenkrebs-Wirkung ausüben.
Molekulares Docking ist eine wichtige Methode des computergestützten Wirkstoffdesigns und wird in verschiedenen Bereichen der Entwicklung neuer Arzneimittel eingesetzt. Im Allgemeinen teilt Vina die Bindungsenergien von Docking-Molekülen und Zielmolekülen in drei Kategorien ein: -4,0 kJ/mol<Bindungsenergie<0 kJ/mol, was darauf hinweist, dass die beiden eine Bindungsaktivität haben- 7,0 kJ/mol<Bindungsenergie<-4,0 kJ/mol, was auf eine gute Bindungsaktivität hinweist; Die Bindungsenergie<-7,0 kJ/mol weist auf eine starke Bindungsaktivität hin. Den Docking-Ergebnissen zufolge liegen die Bindungsenergien von Betulinsäure an verschiedene Protein-Zielmoleküle wie CASP3, MAPK1, MAPK8 und NFKB1 bei weniger als -7,0 kJ/mol, was auf eine starke Bindungsfähigkeit hinweist. Betulinsäure bildet hydrophobe Wechselwirkungen mit den CASP3-Aktivstellen-Resten TYR204 (C), LEU168 (C) und PHE256 (C) und bildet eine Wasserstoffbrücke mit dem MAPK8-Aktivstellen-Rest LEU110 (A). Es bildet auch hydrophobe Wechselwirkungen mit MET111 (A), ASN114 (A), VAL158 (A) und den NFKB1-Aktivstellenresten PHE310 (A) und LYS275 (P). Hat eine gute Bindungsfähigkeit und bildet hydrophobe Wechselwirkungen mit Resten des aktiven Zentrums wie ILE523 (A), GLU529 (A), LYS519 (A), usw. 21,24-Cyclopentadien-Lanostan-3B, 21,25-Trihydroxy-8-en bildet zwei Wasserstoffbrückenbindungen mit dem MAPK1-Aktivzentrum-Rest MET108 (A) und bildet hydrophobe Wechselwirkungen mit ALA52 (A), VAL39 (A), TYR36 (A) und anderen. Die Analyse der Bindungsmodelle zwischen den Schlüsselkomponenten und den verschiedenen Proteinen zeigt, dass jede aktive Schlüsselkomponente in die aktiven Zentren der einzelnen Proteinkristalle eindringt und Wasserstoffbrücken oder hydrophobe Wechselwirkungen mit den aktiven Zentren bildet. Daher wird spekuliert, dass die Triterpenoid-Komponenten von Botrytis cinerea über die oben genannten Schlüsselproteine die mit Magenkrebs zusammenhängenden Signalwege regulieren und dadurch Magenkrebs verbessern und behandeln können.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass dieser Artikel die komplexe molekulare Netzwerkbeziehung der triterpenoiden Wirkstoffe von Inonotus obliquus gegen Magenkrebs durch Methoden der Netzwerkpharmakologie vorhersagte. Die Ergebnisse zeigten, dass die aktiven Bestandteile der Triterpenoid-Verbindungen aus Inonotus obliquus gegen Magenkrebs sein können: Inonotus obliquus Alkohol, Betulinsäure, Lanosterol, thrombotische Säure, etc. Die wichtigsten beteiligten Zielstrukturen sind ALB, MAPK1, NFKB1, MAPK8, CASP3 usw. Die wichtigsten beteiligten Signalwege sind der TNF-Signalweg, der Krebs-Signalweg, der MAPK-Signalweg, der Toll-like-Rezeptor-Signalweg, usw. Schließlich wurde durch molekulare Docking-Verifizierung festgestellt, dass 5 wichtige Zielproteine gute Bindungseffekte mit 24 Wirkstoffen haben. Dieser Artikel liefert Ideen und Methoden für die Untersuchung verwandter Wirkmechanismen und bietet eine Grundlage für die weitere Erforschung des Mechanismus der Triterpenoide aus Inonotus obliquus gegen Magenkrebs.